Почему задача о самолете на транспортере (взлетит/не взлетит) вызвала так много споров?

Печально известная задача, обсуждение которой растянулось на многие километры страниц.

Напомню условие:

"Самолёт (реактивный или винтовой) стоит на взлётной полосе с подвижным покрытием (типа транспортёра). Покрытие может двигаться против направления взлета самолёта. Оно имеет систему управления, которая отслеживает и подстраивает скорость движения полотна таким образом, чтобы скорость вращения колёс самолёта была равна скорости движения полотна. Вопрос: сможет ли самолёт взлететь в таких условиях?"


Итак, почему же так много споров? Представим, что дана задачка "Камень сбросили с отвесной скалы высотой 100 метров. Через какое время он достигнет ее подножья?". А теперь начнем вычислять шероховатость камня, плотность воздуха по барометрической формуле, сопротивление воздуха, поправку на вращение Земли и т.д. Чувствуете, как задача обрастает шелухой? А ведь надо просто нарисовать точку, направить вниз вектор скорости и применить простую формулу из школьной физики.


Точно так же обрастает шелухой задача про самолет. Например, двое спорят о том, что на больших скоростях колеса самолета износятся, их заклинит, и самолет не взлетит. Или обсуждают зависимость силы трения качения от скорости. Чувствуете, как нарастает шелуха? Обсуждается суть задачи А плюс дополнительное условие Б и В. Тут нужно поступить так: отбросить Б и В и оставить голый скелет задачи. (А)+Б+В. Упростить задачу до такой степени, чтобы оппонент был вынужден согласиться с вами. Приведу пример:


"Самолет с идеальными (трение качения = 0) невесомыми колесами стоит на бесконечном плоском транспортере. Трение вообще ноль, то есть как бы быстро ни двигался транспортер, сдвинуть самолет он не сможет. Соответственно, если самолету задать некую начальную скорость 5 м/с, он так и будет бесконечно катиться с этой скоростью. Образование потока воздуха от движения ленты не учитываем. Теперь, даже если на самолет поставить крошечный двигатель, тяга которого несколько миллиньютонов, он рано или поздно разгонит самолет до желаемой скорости. Двигатель работает по принципу выбрасывания продуктов сгорания. Скорость ленты никак не влияет на развиваемую им тягу."


Думаю, с такой голой формулировкой согласится каждый.

И уже после этого, решив упрощенную версию задачи, начните добавлять дополнительные сложности Б, В и Г.


Если вы принадлежите к лагерю "Не взлетит", вы тоже можете отбросить ненужные, на ваш взгляд, элементы. У вас может получиться что-то типа "Самолет с сильно заржавевшими колесами и очень слабым двигателем...".

И я буду вынужден согласиться, что да, не взлетит. (А)

А потом можно будет попробовать добавить, например, (Б) - двигатель очень сильный, и посмотреть, что из этого получится.


И таким образом, аккуратно добавляя дополнительные условия и наблюдая, как они влияют на ситуацию, можно прийти к взаимопониманию.

Задача, наконец-таки, становится решаемой.

Наука | Научпоп

7.6K постов78.3K подписчика

Добавить пост

Правила сообщества

Основные условия публикации

- Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

- Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

- Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

- Видеоматериалы должны иметь описание.

- Названия должны отражать суть исследования.

- Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.


Не принимаются к публикации

- Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.

- Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

- Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.


Наказывается баном

- Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

- Попытки использовать сообщество для рекламы.

- Фальсификация фактов.

- Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

- Троллинг, флейм.

- Нарушение правил сайта в целом.


Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество Пикабу.

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
раскрыть ветку (26)
Автор поста оценил этот комментарий

нахуя вы вообще силу трения учитываете? горизонтальная скорость самолёта равна нулю.и всё

раскрыть ветку (4)
1
Автор поста оценил этот комментарий
горизонтальная скорость самолёта равна нулю
С чего бы вдруг? Только не говори, что это задается в условии.
раскрыть ветку (2)
Автор поста оценил этот комментарий

в этом направлении  даже как-то и не думал.

колеса будут более быстро крутится, чем просто на земле вот и все, а так самолёт благополучно наберёт скорость.

нельзя использовать ленту как инерциальную систему отсчёта.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Формулировка условия некорректна и получается, что ответ зависит от ее понимания.

DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
Автор поста оценил этот комментарий

Моя ключевая мысль в том, что при вращении колес не происходит потери энергии.

Пожалуй, утверждение "трения нет ни в оси колеса, ни в месте контакта колеса с полотном" подойдет.

раскрыть ветку (20)
1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
раскрыть ветку (19)
Автор поста оценил этот комментарий

Хорошо. Встречный вопрос: если между колесом и полотном есть сцепление, возможно ли такое их движение, чтобы не было потерь энергии?


Хотя нет, давай так. Вношу в условие следующее: "Между колесами и полотном присутствует сцепление. Потери энергии на трение и прочие вещи не учитываем"

раскрыть ветку (18)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
раскрыть ветку (17)
Автор поста оценил этот комментарий

Я не буду заморачиваться с давлением под крылом и прочими вещами и поэтому скажу предельно просто.

Мне не нужно, чтобы самолет взлетел. Мне нужно, чтобы он набрал некую скорость V, допустим, 150 км/ч. На этом я успокоюсь.

раскрыть ветку (16)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
раскрыть ветку (15)
Автор поста оценил этот комментарий

Интересует ваше мнение. Я считаю, что сила трения конечна.

#comment_76433028

То есть если закрепить кирпич на пружине и поставить на ленту, то лента не сможет тянуть его с силой большей некоего значения, как бы быстро ни крутилась.

Согласны с этим?

http://fizportal.ru/plot-friction

Вот здесь на графике видно, что при увеличении скорости сила трения в определенный момент начинает расти, но это происходит за счет разрушения объектов.

А мы износа не учитываем.


Ответьте, и я продолжу мысль.

раскрыть ветку (3)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Действительно. Что такое трение? Почему оно происходит?

Куда девается энергия, теряемая при трении? Это глубокие вопросы, в которые интересно углубиться, что и делал Фейнман. Углублялся в вещи.

DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
Автор поста оценил этот комментарий

Осторожно соглашусь. Если самолет сумел набрать некоторую скорость, можно предположить, что он сможет набрать еще большую скорость.

раскрыть ветку (10)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
раскрыть ветку (9)
Автор поста оценил этот комментарий

а) прикладываю силу к верхней части колеса, тяну его вперед;

б) нажимаю на заднюю часть колеса, толкаю его вперед;

1) трение между колесом и лентой нет;

2) трение между колесом и лентой есть;


а+1 = колесо проскальзывает, ось не движется

а+2 = колесо не проскальзывает, ось движется

б+1 = колесо проскальзывает, не крутится, но ось движется

б+2 = колесо будет частично крутиться, частично проскальзывать, ось движется.


Реакция опоры? Вертикальная составляющая будет всегда.

раскрыть ветку (8)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
раскрыть ветку (7)
Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку